(57)【要約】【課題】熱発生部Ｂの熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部Ｃに放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットＡを備えた熱搬送システムにおいて、熱搬送ユニットＡのコンパクト化且つ軽量化を実現して多くの熱を搬送できる熱搬送技術を提供する。【解決手段】熱搬送ユニットＡに、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材Ａ２を内部に収容してなる反応器Ａ１を設け、熱発生部Ｂに、反応材Ａ２に熱を与える与熱手段Ｂ２と、反応器Ａ１から水蒸気Ｓを吸引するガス吸引手段Ｂ１とを設け、熱需要部Ｃに、反応材Ａ２から熱を回収する熱回収手段Ｃ２と、反応器Ａ１に水蒸気Ｓを供給する水蒸気供給手段Ｃ１とを設ける。【選択図】図１
2013221712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを備えた熱搬送システムであって、
前記熱搬送ユニットに、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を設け、
前記熱発生部に、前記反応材に熱を与える与熱手段と、前記反応器から水蒸気を吸引するガス吸引手段とを設け、
前記熱需要部に、前記反応材から熱を回収する熱回収手段と、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを設けてなる熱搬送システム。
【請求項２】
前記熱搬送ユニットに設けた前記反応器に、前記反応材と熱媒流体との間で熱交換を行う反応器用熱交換部を設け、
前記与熱手段及び前記熱回収手段が、前記反応器用熱交換部との間で循環させる熱媒流体を介して熱の授受を行うように構成されている請求項１に記載の熱搬送システム。
【請求項３】
前記熱発生部に設けた前記ガス吸引手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置され、前記ガス通路を通じて前記反応器から前記水蒸気を吸引して外部に排出するガス吸引ポンプで構成されている請求項１又は２に記載の熱搬送システム。
【請求項４】
前記熱発生部に設けた前記ガス吸引手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置された凝縮器と、前記凝縮器の内部を冷却水との熱交換により冷却する凝縮器用熱交換部と、前記凝縮器に溜まった水を排出可能且つ当該凝縮器を減圧可能な凝縮器用吸引ポンプとで構成されている請求項１又は２に記載の熱搬送システム。
【請求項５】
前記熱需要部に設けた前記水蒸気供給手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置された蒸発器と、前記蒸発器の内部を加熱水との熱交換により加熱する蒸発器用熱交換部と、前記蒸発器に給水可能な給水部とで構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の熱搬送システム。
【請求項６】
熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットであって、
吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を備えると共に、
外部との間で、前記反応材における熱の授受が可能、且つ、前記反応器における水蒸気の授受が可能に構成されて、
請求項１〜５の何れか１項に記載の熱搬送システムの熱搬送ユニットとして構成されている熱搬送ユニット。
【請求項７】
熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを利用して、前記熱発生部の熱を前記熱需要部に搬送する熱搬送方法であって、
前記熱搬送ユニットに、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を設け、
前記熱発生部に、前記反応材に熱を与える与熱手段と、前記反応器から水蒸気を吸引するガス吸引手段とを設け、
前記熱需要部に、前記反応材から熱を回収する熱回収手段と、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを設け、
前記熱発生部において、前記与熱手段を作動させて前記反応材に熱を与えながら前記吸引手段を作動させて前記反応器から水蒸気を吸引して、前記反応材に前記脱水反応をさせる蓄熱操作を実行した後に、
前記熱需要部において、前記熱回収手段を作動させて前記反応材から熱を回収しながら前記供給手段を作動させて前記反応器に水蒸気を供給して、前記反応材に前記水和反応をさせる放熱操作を実行する熱搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを備えた熱搬送システム、及び、当該熱搬送システムに利用される熱搬送ユニット、並びに、当該熱搬送ユニットを利用して前記熱発生部の熱を前記熱需要部に搬送する熱搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却場、発電所、製鉄所などの施設で発生した高温の排熱は、例えばその施設に設置された発電用蒸気タービンを駆動するための高温蒸気として、現地において有効利用される。しかし、蒸気タービンを駆動した後に排出される１５０℃程度の低温蒸気などのように、比較的低温の排熱については、施設内又はその周辺での使い道が少なく、多くの場合には余剰として廃棄されてしまう。そして、近年、省エネルギ及び省資源の面で、このような余剰排熱についても有効利用することがすることが求められている。
【０００３】
余剰排熱を有効利用する技術の一つとして、トレーラなどに搭載されて蓄熱・放熱を交互に繰り返すことができる可搬式の熱搬送ユニットを利用して、ごみ焼却場などの熱発生部の熱を当該熱発生部から離れた各家庭や商業施設などの熱需要部に搬送して有効利用するというような熱搬送技術の開発が進められている。そして、従来の熱搬送ユニットとして、最も一般的に利用されている潜熱蓄熱材を用いたもの（例えば特許文献１を参照。）の他、ケミカルヒートポンプを利用した所謂ケミカルヒートポンプコンテナが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
従来のケミカルヒートポンプコンテナは、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を備えると共に、その反応器に対して、ガス通路及びそのガス通路に設けた遮断弁を介して連通され、当該ガス通路を通じて水蒸気の授受を行う蒸発凝縮器を備える。更に、反応器には、反応材と熱媒流体（特許文献１における「高温流体」）との間で熱交換を行う反応器用熱交換部が設けられており、一方、蒸発凝縮器には、蒸発凝縮器の内部を冷却水や加熱水（特許文献１における「低温流体」）との熱交換により加熱又は冷却する蒸発凝縮器用熱交換部が設けられている。
即ち、この種のケミカルヒートポンプコンテナは、反応器と蒸発凝縮器との両方が設置されており、更に、外部に対する接続部として、反応器に配置された反応器用熱交換部に対して熱媒流体の授受を行うための一対の熱媒流体用接続部と、蒸発凝縮器に配置された蒸発凝縮器用熱交換部に対して冷却水や加熱水等の低温流体の授受を行うための一対の低温流体用接続部とが必要となる。
【０００５】
このように構成されたケミカルヒートポンプコンテナを利用した熱搬送方法によれば、以下に示すような蓄熱操作及び放熱操作が行われることになる。
即ち、熱発生部側で行われる蓄熱操作では、反応器用熱交換部との間で循環させる熱媒流体を介して反応材に熱を与えながら、遮断弁を開放して反応器と蒸発凝縮器とを連通状態とし、更に、蒸発凝縮器用熱交換部との間で冷却水を循環させる。すると、反応器において、反応材が吸熱を伴う脱水反応を行う形態で熱を蓄えることになり、当該脱水反応により発生した水蒸気がガス通路を通じて蒸発凝縮器側に送られる。そして、蒸発凝縮器において、その水蒸気が冷却・凝縮されて凝縮水として蓄えられることになる。尚、この熱発生部側での蓄熱操作では、高温の熱を反応材に与えて反応器に当該熱を蓄熱することの他、反応器の内圧を低くして比較的低温の熱を反応材に与える形態で熱発生部側において冷熱生成を行うこともできる。
また、この蓄熱操作が完了すると、遮断弁が遮断されることで反応材の脱水状態が維持され、その状態で熱需要部に搬送される。
一方、熱需要部で行われる放熱操作では、反応器用熱交換部との間で循環させる熱媒流体を介して反応材から熱を回収しながら、遮断弁を開放して反応器と蒸発凝縮器とを連通状態とし、更に、蒸発凝縮器用熱交換部との間で加熱水を循環させる。すると、蒸発凝縮器において、凝縮水が加熱されて蒸発することで、水蒸気が発生し、その水蒸気がガス通路を通じて反応器側に送られる。そして、反応器において、その水蒸気を利用して、反応材が発熱を伴う水和反応を行う形態で熱を放出することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０６９５４号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の熱搬送ユニットを利用した熱搬送方法では、コンテナに反応器と蒸発凝縮器との両方を設置する必要があるため、蓄熱容量あたりの外形寸法が比較的大きくなっていた。また、蓄熱操作が完了した後に熱発生部から熱需要部まで搬送する際においては、蒸発凝縮器には比較的多量の水が蓄えられていることになるため、蓄熱容量あたりの重量が比較的大きくなっていた。即ち、従来の熱搬送ユニットでは、外形寸法及び重量の面で課題が存在しており、熱搬送による省エネルギ及び省資源の効果を充分に享受することができなかった。
【０００８】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、熱搬送ユニットのコンパクト化且つ軽量化を実現して多くの熱を搬送して省エネルギ及び省資源の効果を充分に享受できる熱搬送技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る熱搬送システムは、
熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを備えた熱搬送システムであって、
その第１特徴構成は、
前記熱搬送ユニットに、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を設け、
前記熱発生部に、前記反応材に熱を与える与熱手段と、前記反応器から水蒸気を吸引するガス吸引手段とを設け、
前記熱需要部に、前記反応材から熱を回収する熱回収手段と、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを設けてなる点にある。
【００１０】
上記熱搬送システムの第１特徴構成によれば、熱発生部にガス吸引手段が設けられている共に熱需要部に水蒸気供給手段が設けられているので、熱搬送ユニットに蒸発凝縮器を設ける必要がなく、熱搬送ユニット側の反応材に吸熱を伴う脱水反応をさせて熱発生部の熱を熱搬送ユニット側の反応器へ蓄える蓄熱操作と、熱搬送ユニット側の反応材に発熱を伴う水和反応をさせて反応器に蓄えた熱を熱需要部側へ放出する放熱操作とを実行する形態で、熱発生部から熱需要部へ熱を搬送することができる。
即ち、熱発生部においては、与熱手段を作動させて反応材に熱を与えながら吸引手段を作動させて反応器からガスとしての水蒸気を吸引する形態で、上記蓄熱操作を実行することができる。
一方、熱需要部においては、熱回収手段を作動させて反応材から熱を回収しながら供給手段を作動させて反応器に水蒸気を供給する形態で、上記放熱操作を実行することができる。
よって、熱搬送ユニットは、蒸発凝縮器を省略することで、蓄熱容量あたりの外形寸法を比較的小さくでき、更には、蓄熱操作において反応材の脱水反応により発生した水蒸気は、凝縮水として熱搬送ユニットに蓄えるのではなく熱発生部側に排出するので、蓄熱容量あたりの重量を比較的小さくできる。
従って、本発明の熱搬送システムにより、熱搬送ユニットのコンパクト化且つ軽量化を実現して多くの熱を搬送して省エネルギ及び省資源の効果を充分に享受できる熱搬送技術を提供することができる。
【００１１】
本発明に係る熱搬送システムの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記熱搬送ユニットに設けた前記反応器に、前記反応材と熱媒流体との間で熱交換を行う反応器用熱交換部を設け、
前記与熱手段及び前記熱回収手段が、前記反応器用熱交換部との間で循環させる熱媒流体を介して熱の授受を行うように構成されている点にある。
【００１２】
上記熱搬送システムの第２特徴構成によれば、熱発生部での蓄熱操作において、与熱手段は、反応器に配置された反応器用熱交換部に接続された状態で、熱発生部側で熱を与えて加熱した熱媒流体を反応器用熱交換部に供給しながら、同反応器用熱交換部において反応材の脱水反応による吸熱作用により冷却された熱媒流体を熱発生部側に取り出すという合理的な構成で、熱発生部側の熱を熱搬送ユニットの反応器の反応材に与えることができる。
一方、熱需要部での放熱操作において、熱回収手段は、反応器に配置された反応器用熱交換部に接続された状態で、反応器用熱交換部で反応材の水和反応による発熱作用により加熱された熱媒流体を熱需要部側に取り出しながら、熱需要部側で冷却した熱媒流体を反応器用熱交換部に供給するという合理的な構成で、熱搬送ユニットの反応器の反応材から熱を回収することができる。
【００１３】
本発明に係る熱搬送システムの第３特徴構成は、上記第１乃至第２特徴構成の何れかに加えて、
前記熱発生部に設けた前記ガス吸引手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置され、前記ガス通路を通じて前記反応器から前記水蒸気を吸引して外部に排出するガス吸引ポンプで構成されている点にある。
【００１４】
上記熱搬送システムの第３特徴構成によれば、熱発生部での蓄熱操作において、熱搬送ユニット側の反応器からガスを吸引するガス吸引手段を、上記ガス吸引ポンプで構成することができる。即ち、熱発生部での蓄熱操作において、上記ガス吸引ポンプを反応器に接続した状態で作動させることで、常時反応器から水蒸気等のガスを吸引して反応器の内圧を低く維持し、反応材の脱水反応を継続させることができる。
【００１５】
本発明に係る熱搬送システム第４特徴構成は、上記第１乃至第２特徴構成の何れかに加えて、
前記熱発生部に設けた前記ガス吸引手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置された凝縮器と、前記凝縮器の内部を冷却水との熱交換により冷却する凝縮器用熱交換部と、前記凝縮器に溜まった水を排出可能且つ当該凝縮器を減圧可能な凝縮器用吸引ポンプとで構成されている点にある。
【００１６】
上記熱搬送システムの第４特徴構成によれば、熱発生部での蓄熱操作において熱搬送ユニット側の反応器からガスを吸引するガス吸引手段を、上記凝縮器、上記凝縮器用熱交換部、並びに、上記凝縮器用吸引ポンプで構成することができる。即ち、熱発生部での蓄熱操作において、先ず、凝縮器に溜まっている水を排出した状態で、凝縮器用吸引ポンプを作動させることで、凝縮器を減圧することができる。次に、そのように減圧された凝縮器を熱搬送ユニット側の反応器に接続した状態で、凝縮器用熱交換部に冷却水を通流させることで、凝縮器並びに反応器の内圧を低く維持しながら、水蒸気等のガスを反応器から凝縮器へ向けて通流させることができるので、凝縮器における水蒸気の凝縮を伴って反応材の脱水反応を継続させることができる。
【００１７】
本発明に係る熱搬送システムの第５特徴構成は、上記第１乃至第４特徴構成の何れかに加えて、
前記熱需要部に設けた前記水蒸気供給手段が、前記反応器に連通するガス通路に接続可能に配置された蒸発器と、前記蒸発器の内部を加熱水との熱交換により加熱する蒸発器用熱交換部と、前記蒸発器に給水可能な給水部とで構成されている点にある。
【００１８】
上記熱搬送システムの第５特徴構成によれば、熱需要部での放熱操作において熱搬送ユニット側の反応器に蒸気を供給する水蒸気供給手段を、上記蒸発器、上記蒸発器用熱交換部、上記給水部、並びに、上記蒸発器用吸引ポンプで構成することができる。即ち、熱需要部での放熱操作において、先ず、給水部により蒸発器に給水して、蒸発器に水を溜めることができる。次に、そのように水が溜められた蒸発器を反応器に接続した状態で、蒸発器用熱交換部に加熱水を通流させることで、蒸発器並びに反応器の内圧を低く維持しながら、水蒸気を蒸発器から反応器へ向けて通流させることができるので、蒸発器の水の蒸発を伴って反応材の水和反応を継続させることができる。
また、このような構成において、蒸発器並びに反応器の内圧を低くするほど、蒸発器用熱交換部に通流させる加熱水の温度を低くすることができ、例えば、加熱水として常温の水道水を利用した場合でも、低圧の蒸発器においてその加熱水との熱交換により水を加熱して水蒸気を発生させることができる。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明に係る熱搬送ユニットは、
熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットであって、
その特徴構成は、
吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を備えると共に、
外部との間で、前記反応材における熱の授受が可能、且つ、前記反応器における水蒸気の授受が可能に構成されて、
これまで説明した本発明に係る熱搬送システムの熱搬送ユニットとして構成されている点にある。
【００２０】
上記熱搬送ユニットの特徴構成によれば、これまで説明してきた本発明に係る熱搬送システムの熱搬送ユニットとして利用されることで、当該本発明に係る熱搬送システムと同様の作用効果を発揮する。
即ち、熱搬送ユニットには、蒸発凝縮器を省略して反応器のみを備える構成を採用することができ、コンパクト化且つ軽量化を実現しながら、熱発生部又は熱需要部である外部との間で反応材の熱の授受及び反応器の水蒸気の授受を行う形態で、熱発生部から熱需要部に熱を効率良く搬送することができる。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る熱搬送方法は、
熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを利用して、前記熱発生部の熱を前記熱需要部に搬送する熱搬送方法であって、
その特徴構成は、
前記熱搬送ユニットに、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材を内部に収容してなる反応器を設け、
前記熱発生部に、前記反応材に熱を与える与熱手段と、前記反応器から水蒸気を吸引するガス吸引手段とを設け、
前記熱需要部に、前記反応材から熱を回収する熱回収手段と、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを設け、
前記熱発生部において、前記与熱手段を作動させて前記反応材に熱を与えながら前記吸引手段を作動させて前記反応器から水蒸気を吸引して、前記反応材に前記脱水反応をさせる蓄熱操作を実行した後に、
前記熱需要部において、前記熱回収手段を作動させて前記反応材から熱を回収しながら前記供給手段を作動させて前記反応器に水蒸気を供給して、前記反応材に前記水和反応をさせる放熱操作を実行する点にある。
【００２２】
上記熱搬送方法の特徴構成によれば、これまで説明してきた本発明に係る熱搬送システムにより実行される方法であり、当該本発明に係る熱搬送システムと同様の作用効果を発揮する。
即ち、蒸発凝縮器を省略することでコンパクト化且つ軽量化を実現した熱搬送ユニットを利用して、熱発生部から熱需要部に熱を効率良く搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】熱搬送システム及び熱搬送方法の概略構成図
【図２】熱発生部における詳細構成並びに蓄熱操作の状態を説明する図
【図３】熱需要部における詳細構成並びに放熱操作の状態を説明する図
【図４】別実施形態に係る熱発生部における詳細構成並びに蓄熱操作の状態を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る熱搬送システム、熱搬送ユニット、及び熱搬送方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態の熱搬送システム及び熱搬送方法は、図１（ａ）に示すように、トレーラＴなどに搭載されて蓄熱・放熱を交互に繰り返すことができる可搬式の熱搬送ユニットＡを利用するものであり、図１（ｂ）に示すように、ごみ焼却場などの熱発生部Ｂにおいて、当該熱発生部Ｂで発生した熱を熱搬送ユニットＡに蓄える蓄熱操作を実行し、図１（ｃ）に示すように、その蓄熱操作が完了した熱搬送ユニットＡを各家庭や商業施設などの熱需要部Ｃに搬送し、当該熱需要部Ｃにおいて、熱搬送ユニットＡに蓄えた熱を熱需要部Ｃに放出する放熱操作を実行する形態で、熱発生部Ｂから熱需要部Ｃへ熱を搬送するものとして構成されている。
以下、本実施形態の熱搬送システムの詳細構成を、熱搬送ユニットＡ、熱発生部Ｂ、熱需要部Ｃの順に説明する。
【００２５】
［熱搬送ユニットＡ］
熱搬送ユニットＡの詳細構成について、図１（ａ）に基づいて説明する。
熱搬送ユニットＡは、熱発生部Ｂ側の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部Ｃ側に放熱可能に構成されており、具体的には、吸熱を伴う脱水反応と発熱を伴う水和反応とを可逆的に行う反応材Ａ２を内部に収容してなる反応器Ａ１を設けて構成されている。
尚、この熱搬送ユニットＡには、背景技術の欄で説明したような蒸発凝縮器は設けられておらず、反応器Ａ１、それに対する補機、並びに各種接続部のみで構成されているために、コンパクト化且つ軽量化が図られている。
【００２６】
反応器Ａ１には、反応材Ａ２の設置空間に配置した伝熱管内に熱媒流体ＦＡ１を通流させる形態で反応材Ａ２と熱媒流体ＦＡ１との間で熱交換を行う反応器用熱交換器Ａ３（反応器用熱交換部の一例）が設けられており、この反応器用熱交換器Ａ３には、後述する熱発生部Ｂ及び熱需要部Ｃ等の外部との間で熱媒流体ＦＡ１を循環させる形態で当該熱媒流体ＦＡ１の授受を行うための一対の熱媒接続部Ａ９と、その一対の熱媒接続部Ａ９の夫々における熱媒流体ＦＡ１の通流を遮断可能な一対の熱媒遮断弁Ａ８とが設けられている。
尚、この熱媒流体ＦＡ１としては、水を利用することができるが、例えば、１００℃を超える場合にはスチームや油を利用することができる。
【００２７】
反応器Ａ１には、反応材Ａ２の設置空間に連通するガス通路Ａ５が設けられており、このガス通路Ａ５には、後述する熱発生部Ｂ及び熱需要部Ｃ等の外部との間でガスの授受を行うためのガス接続部Ａ７と、そのガス接続部Ａ７におけるガスの通流を遮断可能なガス遮断弁Ａ６とが設けられている。
【００２８】
この反応器Ａ１の内部に設けられる反応材Ａ２としては、ケミカルヒートポンプなどで使用される公知の反応材を利用することができ、例えば特開２００７−２４７９２８号公報に開示されているように、塩化カルシウム、塩化マンガン、塩化マグネシウム、塩化ニッケル、炭酸ナトリウム、硫酸カルシウムから選択される一種以上の無機塩や、酸化マグネシウム、酸化カルシウムから選択される一種以上の酸化物を採用することができる。
また、この反応材Ａ２は、当該反応材Ａ２を溶媒に溶解させた反応材溶液を膨張黒鉛などのガス透過性材料に含浸させた後に乾燥させて製作された反応材Ａ２の析出相とガス透過性材料が混在する複合層として、反応器Ａ１に充填することができる。
【００２９】
［熱発生部Ｂ］
熱発生部Ｂにおける熱搬送システムの詳細構成について、図１（ｂ）及び図２に基づいて説明する。
熱発生部Ｂは、ごみ焼却場、発電所、製鉄所などのように、比較的多くの排熱が生じる施設を示し、例えば蒸気タービン発電用の高温蒸気として回収しきれない低温排熱を保有する。
そして、この熱発生部Ｂには、図１（ｂ）に示すように、前述した熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２に上記のような低温排熱などの熱を与える与熱手段Ｂ２と、前述した熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１からガスを吸引するガス吸引手段Ｂ１とが設けられている。
また、熱発生部Ｂには、熱搬送ユニットＡ側の一対の熱媒接続部Ａ９に対して着脱自在に接続される一対の熱媒接続部Ｂ９と、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７に対して着脱自在に接続されるガス接続部Ｂ７とが設けられており、更に、その一対の熱媒接続部Ｂ９の夫々における熱媒流体ＦＡ１の通流を遮断可能な一対の熱媒遮断弁Ｂ８と、そのガス接続部Ｂ７におけるガスの通流を遮断可能なガス遮断弁Ｂ６とが設けられている。
【００３０】
上記与熱手段Ｂ２は、図２に示すように、熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱発生部Ｂ側の熱媒接続部Ｂ９とを接続して夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｂ８を開放した状態において、熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３との間で熱媒流体ＦＡ１を循環させる循環ポンプＢ２２と、当該循環ポンプＢ２２で循環される熱媒流体ＦＡ１を比較的高温の加熱媒体ＦＢ１との熱交換により加熱する形態で加熱媒体ＦＢ１の熱を熱媒流体ＦＡ１に与える加熱用熱交換器Ｂ２１とを備えて構成されている。
そして、この与熱手段Ｂ２を作動させることにより、熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３には加熱された熱媒流体ＦＡ１が供給されて、反応材Ａ２が当該反応器用熱交換器Ａ３による熱交換により加熱されることになる。即ち、熱発生部Ｂ側の熱は、加熱媒体ＦＢ１及びそれと熱交換を行う熱媒流体ＦＡ１を通じて、熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２に与えられることになる。
【００３１】
上記ガス吸引手段Ｂ１は、図２に示すように、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱発生部Ｂ側のガス接続部Ｂ７とを接続して夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｂ６を開放した状態において、熱搬送ユニットＡ側から熱発生部Ｂ側に向かう方向に、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に連通するガス通路Ａ５からガスを吸引するガス吸引ポンプＢ１１で構成されている。尚、このガス吸引ポンプＢ１１で吸引したガスは適宜処理した後に排気される。
【００３２】
〔蓄熱操作〕
このような熱発生部Ｂにおいては、与熱手段Ｂ２を作動させて熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２に熱を与えながら、ガス吸引手段Ｂ１を作動させて熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１からガスとしての水蒸気Ｓを吸引して、反応材Ａ２に脱水反応をさせる形態で、熱発生部Ｂの熱を熱搬送ユニットＡ側に蓄熱する蓄熱操作を実行することができ、その詳細について以下に説明する。
【００３３】
熱発生部Ｂにおいて蓄熱操作を実行するにあたり、先ず、反応材Ａ２が後述する放熱操作における水和反応後の水和状態である熱搬送ユニットＡを搭載したトレーラＴを準備し、熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱発生部Ｂ側の熱媒接続部Ｂ９とを接続して夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｂ８を開放し、更に、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱発生部Ｂ側のガス接続部Ｂ７とを接続して夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｂ６を開放する。
【００３４】
次に、上記ガス吸引ポンプＢ１１による熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１からのガスの吸引を開始し、当該反応器Ａ１の内圧が例えば５ｋＰａに低下した時点で、上記循環ポンプＢ２２による熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３への熱媒流体ＦＡ１の循環を開始すると共に、加熱用熱交換器Ｂ２１への比較的高温の加熱媒体ＦＢ１の供給を開始して熱媒流体ＦＡ１の加熱を開始する。
ここで、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１の内圧に相当する一時側圧力が例えば５ｋＰａ程度に維持されるようにガス吸引ポンプＢ１１の出力が制御され、一方、熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３へ供給される熱媒流体ＦＡ１の温度が例えば１２０℃程度に維持されるように加熱用熱交換器Ｂ２１への加熱媒体ＦＢ１の供給量が制御される。
【００３５】
そして、上記のような蓄熱操作を実行することで、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１においては、反応材Ａ２が反応器用熱交換器Ａ３における熱媒流体ＦＡ１との熱交換により加熱されながら、反応器Ａ１の内圧が常に低く維持されることになる。
すると、反応材Ａ２は、以下の化学反応式（１）で示されるように、下記ΔＨに相当する吸熱を伴う脱水反応を行う形態で、熱発生部Ｂ側の熱を蓄えることになり、この脱水反応により発生した水蒸気Ｓが、ガス吸引ポンプＢ１１により熱発生部Ｂ側に吸引されて排出されることになる。
【００３６】
ＣａＣｌ2・４Ｈ2Ｏ＋ΔＨ→ＣａＣｌ2・Ｈ2Ｏ＋３Ｈ2Ｏ（ｇａｓ）・・・（１）
【００３７】
上記のような蓄熱操作を実行した後には、夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｂ８を遮断して熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱発生部Ｂ側の熱媒接続部Ｂ９との接続を解除し、更に、夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｂ６を遮断して熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱発生部Ｂ側のガス接続部Ｂ７との接続を解除する。そして、このように反応材Ａ２が脱水反応後の脱水状態となった熱搬送ユニットＡは、トレーラＴに搭載されて、後述する熱需要部Ｃに搬送されることになる。
【００３８】
［熱需要部Ｃ］
熱需要部Ｃにおける熱搬送システムの詳細構成について、図１（ｃ）及び図３に基づいて説明する。
熱需要部Ｃは、各家庭や商業施設などのように、給湯や暖房等で熱を消費する施設を示す。
そして、この熱需要部Ｃには、図１（ｃ）に示すように、前述した熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２から熱を回収する熱回収手段Ｃ２と、前述した熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に対して水蒸気Ｓを供給する水蒸気供給手段Ｃ１とが設けられている。
また、熱需要部Ｃには、熱搬送ユニットＡ側の一対の熱媒接続部Ａ９に対して着脱自在に接続される一対の熱媒接続部Ｃ９と、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７に対して着脱自在に接続されるガス接続部Ｃ７とが設けられており、更に、その一対の熱媒接続部Ｃ９の夫々における熱媒流体ＦＡ１の通流を遮断可能な一対の熱媒遮断弁Ｃ８と、そのガス接続部Ｃ７におけるガスの通流を遮断可能なガス遮断弁Ｃ６とが設けられている。
【００３９】
上記熱回収手段Ｃ２は、図３に示すように、熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱需要部Ｃ側の熱媒接続部Ｃ９とを接続して夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｃ８を開放した状態において、熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３との間で熱媒流体ＦＡ１を循環させる循環ポンプＣ２２と、当該循環ポンプＣ２２で循環される熱媒流体ＦＡ１を比較的低温の循環水ＦＣ２との熱交換により冷却する形態で熱媒流体ＦＡ１の熱を循環水ＦＣ２に回収する熱回収用熱交換器Ｃ２１とを備えて構成されている。
そして、この熱回収手段Ｃ２を作動させることにより、熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３には冷却された熱媒流体ＦＡ１が供給されて、熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２が当該反応器用熱交換器Ａ３による熱交換により冷却されることになる。即ち、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に蓄えられている熱は、熱媒流体ＦＡ１及びそれと熱交換を行う循環水ＦＣ２を通じて、熱需要部Ｃ側に回収されることになる。
尚、熱需要部Ｃにおいて、熱回収用熱交換器Ｃ２１で熱媒流体ＦＡ１を冷却することによって比較的高温となった循環水ＦＣ２は、給湯用、暖房用、風呂追焚用等として利用することができる。
【００４０】
上記水蒸気供給手段Ｃ１は、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱需要部Ｃ側のガス接続部Ｃ７とを接続して夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｃ６を開放した状態において、熱需要部Ｃ側から熱搬送ユニットＡ側に向かう方向に、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に対してガス通路Ａ５を通じて水蒸気Ｓを供給するように構成されている。
具体的に、水蒸気供給手段Ｃ１は、図３に示すように、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に連通するガス通路Ａ５に上記ガス接続部Ｃ７及びガス遮断弁Ｃ６を介して接続可能に配置された蒸発器Ｃ１１と、蒸発器Ｃ１１の内部を加熱水ＦＣ１との熱交換により加熱する蒸発器用熱交換器Ｃ１２（蒸発器用熱交換部の一例）と、蒸発器Ｃ１１に給水可能な給水弁Ｃ１３（給水部の一例）とを備えて構成されており、更には、蒸発器Ｃ１１を減圧可能な蒸発器用吸引ポンプＣ１４を備える。
【００４１】
上記蒸発器Ｃ１１は、内部に水を貯留することができる密閉容器で構成されており、その天井部はガス遮断弁Ｃ６を介してガス接続部Ｃ７に連通されている。
上記蒸発器用熱交換器Ｃ１２は、蒸発器Ｃ１１の内部の貯留水に浸漬する状態で配置した伝熱管内に加熱水ＦＣ１を通流させる形態で当該貯留水と加熱水ＦＣ１との間で熱交換を行うものとして構成されている。
【００４２】
上記給水弁Ｃ１３は、一次側を水道管等に接続し二次側を蒸発器Ｃ１１に接続してなる開閉弁からなり、この給水弁Ｃ１３を開放することで、給水ＦＣ３を蒸発器Ｃ１１の内部に供給して蒸発器Ｃ１１の内部に当該給水ＦＣ３を貯留水として貯留させることができ、同給水弁Ｃ１３を遮断することで、その給水ＦＣ３の供給を停止することができる。
上記蒸発器用吸引ポンプＣ１４は、蒸発器Ｃ１１の内部からガスを吸引して外部に排出することで、蒸発器Ｃ１１の内圧を低下させるように構成されている。
【００４３】
このように構成された水蒸気供給手段Ｃ１を作動させることにより、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に水蒸気Ｓを供給することができるのであるが、その作動手順の詳細について、以下に説明を加える。
先ず、給水弁Ｃ１３を開放して蒸発器Ｃ１１の内部に給水ＦＣ３を供給して、蒸発器Ｃ１１の内部に給水ＦＣ３を貯留させる。次に、ガス遮断弁Ｃ６を開放すると、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１の内圧が予め低い状態であることから、蒸発器Ｃ１１の内圧も比較的低くなって、蒸発器Ｃ１１での水の沸点が比較的低くなる。そして、蒸発器用熱交換器Ｃ１２に加熱水ＦＣ１を通流させることで、蒸発器Ｃ１１に貯留する給水ＦＣ３が加熱されて沸騰し、その沸騰により生成された水蒸気Ｓがガス通路Ａ５を通じて反応器Ａ１に供給されることになる。また、上記ガス遮断弁Ｃ６を開放する前に、蒸発器用吸引ポンプＣ１４を作動させて予め蒸発器Ｃ１１を減圧するようにすれば、ガス遮断弁Ｃ６を開放した後においても、蒸発器Ｃ１１及び反応器Ａ１の内圧をより低く保つことができるので、蒸発器Ｃ１１における給水ＦＣ３の沸騰を促進させて、より多くの水蒸気Ｓを熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１に供給することができる。
【００４４】
〔放熱操作〕
このような熱需要部Ｃにおいては、熱回収手段Ｃ２を作動させて熱搬送ユニットＡ側の反応材Ａ２から熱を回収しながら、水蒸気供給手段Ｃ１を作動させて熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１へ水蒸気Ｓを供給して、反応材Ａ２に水和反応をさせる形態で、熱搬送ユニットＡ側の熱を熱需要部Ｃに放熱する放熱操作を実行することができ、その詳細について以下に説明する。
【００４５】
熱需要部Ｃにおいて放熱操作を実行するにあたり、先ず、反応材Ａ２が前述した蓄熱操作における脱水反応後の脱水状態である熱搬送ユニットＡを搭載したトレーラＴを準備し、熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱需要部Ｃ側の熱媒接続部Ｃ９とを接続して夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｃ８を開放し、更に、熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱需要部Ｃ側のガス接続部Ｃ７とを接続して夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｃ６を開放する。
【００４６】
次に、上記蒸発器用吸引ポンプＣ１４による蒸発器Ｃ１１からのガスの吸引を行って、蒸発器Ｃ１１の内圧を例えば５ｋＰａに低下させる。
そして、蒸発器用吸引ポンプＣ１４の作動を停止して、上記循環ポンプＣ２２による熱搬送ユニットＡ側の反応器用熱交換器Ａ３への熱媒流体ＦＡ１の循環を開始すると共に、熱回収用熱交換器Ｃ２１への比較的低温の循環水ＦＣ２の供給を開始して熱媒流体ＦＡ１の加熱を開始する。
【００４７】
そして、上記のような放熱操作を実行することで、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１においては、熱需要部Ｃ側の蒸発器Ｃ１１にて給水ＦＣ３が沸騰して生成された水蒸気Ｓが供給されながら、反応材Ａ２が反応器用熱交換器Ａ３における熱媒流体ＦＡ１との熱交換により冷却されることになる。
すると、反応材Ａ２は、以下の化学反応式（２）で示されるように、下記Δｈに相当する発熱を伴う水和反応を行う形態で、蓄えていた熱を熱需要部Ｃ側へ放出することになり、この水和反応に必要な水蒸気Ｓが、熱需要部Ｃ側の蒸発器Ｃ１１から供給されることになる。
【００４８】
ＣａＣｌ2・Ｈ2Ｏ＋３Ｈ2Ｏ（ｇａｓ）−Δｈ→ＣａＣｌ2・４Ｈ2Ｏ・・・（２）
【００４９】
上記のような放熱操作を実行した後には、夫々の熱媒遮断弁Ａ８，Ｃ８を遮断して熱搬送ユニットＡ側の熱媒接続部Ａ９と熱需要部Ｃ側の熱媒接続部Ｃ９との接続を解除し、更に、夫々のガス遮断弁Ａ６，Ｃ６を遮断して熱搬送ユニットＡ側のガス接続部Ａ７と熱需要部Ｃ側のガス接続部Ｃ７との接続を解除する。そして、このように反応材Ａ２が水和反応後の水和状態となった熱搬送ユニットＡは、トレーラＴに搭載されて、前述した熱需要部Ｃに搬送されることになる。
【００５０】
［別実施形態］
本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００５１】
（１）上記実施形態では、熱発生部Ｂにおけるガス吸引手段Ｂ１を、ガス吸引ポンプＢ１１で構成したが、図４に示すように改変することができる。
即ち、図４に示すガス吸引手段Ｂ１は、反応器Ａ１に連通するガス通路Ａ５にガス接続部Ｂ７及びガス遮断弁Ｂ６を介して接続可能に配置された凝縮器Ｂ１２と、凝縮器Ｂ１２の内部を冷却水ＦＢ２との熱交換により冷却する凝縮器用熱交換器Ｂ１３（凝縮器用熱交換部の一例）と、当該凝縮器Ｂ１２を減圧可能な凝縮器用吸引ポンプＢ１５とを備えて構成されている。
上記凝縮器Ｂ１２は、内部に水を貯留することができる密閉容器で構成されており、その天井部はガス遮断弁Ｂ６を介してガス接続部Ｂ７に連通されている。
上記凝縮器用熱交換器Ｂ１３は、凝縮器Ｂ１２の内部に配置した伝熱管内に冷却水ＦＢ２を通流させる形態で当該凝縮器Ｂ１２の内部の水蒸気Ｓなどのガスと冷却水ＦＢ２との間で熱交換を行うものとして構成されている。
上記凝縮器用吸引ポンプＢ１５は、その一次側が凝縮器Ｂ１２の天井部に接続されており、凝縮器Ｂ１２の内部からガスを吸引して外部に排出することで、凝縮器Ｂ１２の内圧を低下させるように構成されている。
また、凝縮器Ｂ１２の底部には、排水弁Ｂ１４が接続されており、この排水弁Ｂ１４を開放することで、凝縮器Ｂ１２の内部に貯留する凝縮水を外部に排出することができる。
このように構成されたガス吸引手段Ｂ１を蓄熱操作において作動させることにより、熱搬送ユニットＡ側の反応器Ａ１からガスとしての水蒸気Ｓを吸引することができるのであるが、その作動手順の詳細について、以下に説明を加える。
先ず、排水弁Ｂ１４を開放して凝縮器Ｂ１２に溜まっている水を排出した後に当該排水弁Ｂ１４を遮断した状態で、凝縮器用吸引ポンプＢ１５を作動させて、凝縮器Ｂ１２の内圧を低下させる。次に、前述した与熱手段Ｂ２を作動させて反応材Ａ２を当該反応器用熱交換器Ａ３による熱交換により加熱しながら、ガス遮断弁Ｂ６を開放して、減圧された凝縮器Ｂ１２を反応器Ａ１に接続した状態で、凝縮器用熱交換器Ｂ１３に比較的低温の冷却水ＦＢ２を通流させる。
すると、凝縮器Ｂ１２において水蒸気Ｓが凝縮器用熱交換器Ｂ１３による熱交換により冷却されて凝縮することに伴って、反応器Ａ１における脱水反応により生成された水蒸気Ｓが当該反応器Ａ１からガス通路Ａ５を通じて凝縮器Ｂ１２へ向けて通流することになり、反応材Ａ２の脱水反応が継続されることになる。
【００５２】
（２）上記実施の形態では、熱需要部Ｃにおいて、蒸発器用熱交換器Ｃ１２に通流させる加熱水ＦＣ１と、熱回収用熱交換器Ｃ２１に通流させる循環水ＦＣ２とを別のものとして説明したが、例えば、蒸発器用熱交換器Ｃ１２を熱媒回収用熱交換器Ｃ２１の下流側とする形態で、それらを直列に接続して、熱媒回収用熱交換器Ｃ２１で加熱された循環水Ｆ２１を蒸発器用熱交換器Ｃ１２に供給して、水の加熱用として利用しても構わない。
【００５３】
（３）上記実施の形態では、各種熱交換部を、一方の流体が存在する空間内に設置した伝熱管内に他方の流体を通流させて、それら流体間の熱交換を行うチューブ式の熱交換器として構成したが、例えばプレート式等の別の熱交換器として構成しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、熱発生部の熱を蓄熱可能、且つ、当該蓄熱した熱を熱需要部に放熱可能な可搬式の熱搬送ユニットを備えた熱搬送システム及び熱搬送方法として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ        ：熱搬送ユニット
Ａ１      ：反応器
Ａ２      ：反応材
Ａ３      ：反応器用熱交換器
Ａ５      ：ガス通路
Ｂ        ：熱発生部
Ｂ１      ：ガス吸引手段
Ｂ１１    ：ガス吸引ポンプ
Ｂ１２    ：凝縮器
Ｂ１３    ：凝縮器用熱交換器（凝縮器用熱交換部）
Ｂ１５    ：凝縮器用吸引ポンプ
Ｂ２      ：与熱手段
Ｃ        ：熱需要部
Ｃ１      ：水蒸気供給手段
Ｃ１１    ：蒸発器
Ｃ１２    ：蒸発器用熱交換器（蒸発器用熱交換部）
Ｃ１３    ：給水弁（給水部）
Ｃ２      ：熱回収手段
Ｃ２１    ：熱回収用熱交換器（熱回収用熱交換部）
ＦＡ１    ：熱媒流体
ＦＣ３    ：給水
Ｓ        ：水蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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